多路直流稳压电源的设计

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电路
U Io U
整流电
uo
o
压波形
0
t
整流电压平均值 Uo=0.45U
二极管平均电流 Io
二极管反向电压 √2U=1.41U
副边电流有效值 1.57Io
U Io
uUo Uo
0
t
Uo=0.9U
Io/2
2√2U=2.83U
0.79Io
I
U
oU
uo
o
0
t
Uo=0.9U
Io/2
√2U=1.41U
1.11Io
为电容C的放电电流,可取滤波电容的耐压值应大于对于317,C=1333uF, 可取1000uF与470uF并联耐压值大于√2V2=9×1.414=12.75V
(3)选择整流二极管及滤波电容
整流二极管D选1N4001或1N4002
其极限参数为:VRM≥50V,IF=1A
满足VRM>√2V2
IF>Iomax的条件
(2)滤波电容的选择 滤波电容C可由纹波电压△VOP-P和稳压系数SV确定,已知VO=15V,Vi=18V,
△VOP-P=5mV, SV ≤5х10¯³,由式Sv=(ΔVo/Vo)/(ΔVi/Vi) ΔVi=ΔVoppVi/VoSv=1.2V得电容C=Ict/ΔVi=833uF,取C=1000uF t为电容C的放电时间,t=T/2=0.05S
五、实验内容及测试步骤
空载
1.变压器交流电压的测量(单独测量)
1-2
测量变压器的次级电源电压,填入表中。
2-3
2.整流滤波电路测试(计算K)
1-3
① 取RL=100Ω ,不加滤波电容,测量直流输出电压VI及输入电压UI,
② 取RL=100Ω ,C=1000μf ,重复内容①)的要求
③ 取RL=∞ ,C=1000μf ,重复内容①)的要求
VI UI
R=100Ω R=100ΩC=1000uF C=1000uF
UI C1 VL为直流,UL为交流。 VI
1
11
2
12
3
RL 1000uF 100Ω
3. 测量三路稳压电源的输出电压 测试方法:测量输出端时分别接100Ω负载电阻。测量3-6V时,分别测量对
应的电位器的阻值。再调节电位器RW, 测量输出电压可调范围V0min~V0max。 验证 公式VO=1.25(1+Rw/R1)
+5V
-5V
3V 6V Vomin Vomax
设计值 +5V
-5V
测量值
测量值
可调电阻值
4.测量三路稳压电源的输出电阻R0 输出电阻R0:当输入电压VI(指稳压电路输入电压)保持不变,负载电
流由空载变化到额定电流时,而引起的输出电压变化,即Ro=ΔVo/ΔIo
+5V
-5V
3-6V(5V时)
Io
0
0
0
(1)选电源变压器 对于LM317:Vomax+(Vi-Vo)min≤Vi≤Vomin+(Vi-Vo)max 6V+3V≤Vi≤3V+40V,9V≤Vi≤43V 副边电压V2≥Vimin/1.1=9/1.1V,取V2=9V, 副边电流I2﹥Iomax,取I2=1A, 则变压器副边输出功率P2≥I2V2=9W,查表可得变压器的效率 η=0.6 则原边输入功率P1≥P2/η=15W。 对于78、79系列:5+(3~5)V≤Vi≤5V+25V。 副边电压V2≥Vimin/1.1=7.5/1.1V,取V2=10V, 副边电流I2﹥Iomax,取I2=1A, 则变压器副边输出功率P2≥I2*V2=10W,查表可得变压器的效率 η=0.7 P1≥P2/η=20W。综上两路考虑,为留有余地,选功率为25W的电源变压器
稳压器的输出作为恒流管的偏置和电源。在图中,设恒流源的电流Ic=Iw,
则Uo2的最大调节范围为ΔUo2=IwR2=Uo2-1.25选定稳压管工作电流Iw后就
可以确定R2的值。而Iw可由偏置电阻R3设定。
四、电路仿真
1.测试Vo1,Vo2的电压和Vo3电压范围; 2.测试Vo1,Vo2和Vo3 (5V)的稳压系数Su(RL=100Ω);计数Sv. 3.测试Vo1,Vo2和VO3的Ro.(改变RL为50Ω和100Ω); 4.仿真分析整流电路的输入、输出波形及电源的输出纹波。 电路通过仿真后,确定实验前的元件参数。
6.測量三路稳压电源的稳压系数Su的测量 测试过程是:先用变压器的次级1-3分别接Vo1、Vo2和Vo3的输入如图,
分别测量Ui(是次级的交流电压)和Vo(是输出的直流电压)的值。然后 用变压器次级1-2分别接Vo1、Vo2和Vo3再测量Ui和Vo的值。计算Su
Su=(ΔUo/Vo)/(ΔUi/Vi)
U32=1.25V,R1中的电流一般为5~10mA,R1的取值可取120~240Ω。其
封装见图.
若采用正负电源时,LM317的输入电压应大于Uo2+Uo3+3=5+6+3=14V,集
成运放应选用单电源运放如LM324,6V基准电源可采用温度特性好的稳压管,
恒流源的设计要使Uo2在整个调节范围内,其电流保持不变,因此利用+15V
变压器次级 1-2 1-3
Vo1=5V
Vo2=-5V
Vo3=5V
Ui(v) Vo(v) Ui(v) Vo(v) Ui(v) Vo(v)
RL1=100
RL2=200
5. 测量三路稳压电源的输出纹波电压 输出纹波电压是指在额定负载条件下,输出电压中交流分量的峰峰值。
第一路+5V:取Uo=5V,RL=100Ω,用示波器测量U10纹波电压值及波形 第二路-5V:取Uo=-5V,RL=100Ω ,用示波器测量U02纹波电压值及波形 第三路3-6V:取Uo=5V,RL=100Ω ,用示波器测量U03纹波电压值及波形
二、直流稳压电源的组成和功能
电源变压器: 将交流电网电压V1变为合适的交流电压V2。 整流电路: 将交流电压V2变为脉动的直流电压V3。 滤波电路: 将脉动直流电压V3转变为平滑的直流电压V4 稳压电路: 当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Vo的稳定。



u1
u2
流 u3
波 u4
压பைடு நூலகம்
uo


多路直流稳压电源设计
一、设计任务
1.已知条件:集成稳压器7805、7905和LM317。其性能参数请查阅集 成稳压器手册。
2. 设计一个输出正5伏、负5伏及输出电压可调的多路直流稳压电源。 性能指标要求:输出电压Vo及最大输出电流Iomax,
1路Vo =±5V对称输出, Iomax=100mA 2路Vo =+(3~6)V连续可调, Iomax=200mA 纹波电压△Vop-p≤5mV 稳压系数SV ≤5х10¯³
如果负载变动频繁,在7815输出也可接-10μ~100μ的电解容。
(4)一般稳压电路通常选用三端集成稳压器
常用的产品有固定正电压输 出78XX系列,负电压输出79XX系列;输出
连续可调的有LM317(正)、LM337(负)系列。应用该类稳压器时,其输入UI
与输出电压Uo之间的压差不低于3~5V。LM317、LM337的最小输出电压
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